TW201334040A - 用於有機發光顯示器之畫素結構之製造方法 - Google Patents
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Abstract
本發明揭示一種用於有機發光顯示器之畫素結構之製造方法。提供一基板,其具有至少一次畫素區。在次畫素區的基板上依序形成一輔助電極層及一絕緣層,其中絕緣層內具有至少一開口,以局部露出輔助電極層。在基板上依序形成一下電極層、一有機發光層及一上電極層,其中有機發光層填入絕緣層的開口。藉由一雷射製程,在絕緣層的開口正上方的上電極層及有機發光層內形成一開口,使上電極層經由上電極層及機發光層內的開口與輔助電極層熔接。
Description
本發明係有關於一種平面顯示裝置,特別是有關於一種有機發光顯示(OLED)畫素結構之製造方法。
由於厚度薄、重量輕、及低耗電的特色,平面顯示裝置係解決了陰極射線管(cathode ray tube,CRT)顯示技術而廣泛使用於電子裝置中,例如手提電腦、個人數位助理(PDA)、電子書(electronic books)、投影機、及手機等。一般而言,平面顯示裝置包括:主動式陣列液晶顯示(active matrix liquid crystal display,AMLCD)裝置或主動式陣列有機發光顯示(active matrix organic light-emitting display,AMOLED)裝置。不同於主動式陣列液晶顯示裝置,主動式陣列有機發光顯示裝置為一種使用有機材料的自發光型元件,其不需要背光(backlight)模組,因此可簡化製程並進一步縮減平面顯示裝置的厚度。典型地,主動式陣列有機發光顯示裝置的畫素結構包括:一薄膜電晶體(thin film transistor,TFT)陣列基板及設置於其上的複數個有機發光二極體。每一有機發光二極體包括:一上電極(陰極或陽極)、一下電極(陽極或陰極)以及設置於二電極之間的有機發光(light-emitting)層。
在主動式陣列有機發光顯示裝置中,通常在顯示區(或稱為主動區)外側設置電極接觸窗(electrode contact via),使有機發光二極體的上電極與陣列基板上的電子元件形成一迴路。由於電流電阻壓降(IR drop)效應,導致顯示區中心畫素區與周圍畫素區的亮度產生差異(即,亮度均勻性(brightness uniformity)不佳)。由於上發光型有機發光顯示裝置中通常使用金屬(例如鈣、鎂、鋰、銀及其合金)或者搭配使用阻值高於一般金屬的透明導電氧化物(例如,銦錫氧化物、銦鋅氧化物、鋁鋅氧化物、鋅氧化物)作為有機發光二極體的上電極,因此電流電阻壓降效應更為明顯。再者,對於大尺寸的有機發光顯示器應用來說,亮度均勻性不佳的問題將更為嚴重。
因此,有必要尋求一種有機發光顯示(OLED)畫素結構之製造方法,其能夠改善或解決上述問題。
本發明一實施例提供一種用於有機發光顯示器之畫素結構之製造方法,包括:提供一基板,其具有平行排列的複數個串列次畫素區;在基板上形成一輔助電極層,其對應於上述串列次畫素區的至少一次畫素區;在基板上形成一絕緣層並覆蓋輔助電極層,其中絕緣層內具有至少一開口,以局部露出輔助電極層;在上述串列次畫素區的每一次畫素區的基板上形成一下電極層;在每一下電極層上形成一有機發光層並填入絕緣層的開口;在有機發光層上形成一上電極層;以及藉由一雷射製程,在絕緣層的開口正上方的上電極層及有機發光層內形成至少一開口,使上電極層經由上電極層及有機發光層的開口與輔助電極層熔接。
本發明另一實施例提供一種用於有機發光顯示器之畫素結構之製造方法,包括:提供一基板,其具有平行排列的複數個串列次畫素區;在基板上形成一輔助電極層,其對應於上述串列次畫素區的至少一次畫素區;在基板上形成一絕緣層並覆蓋輔助電極層,其中絕緣層內具有至少一開口,以局部露出輔助電極層;在上述串列次畫素區的每一次畫素區的基板上形成一下電極層;在每一下電極層上形成一有機發光層並填入絕緣層的開口;藉由一雷射製程,在絕緣層的開口正上方的有機發光層內形成至少一開口,以露出絕緣層的開口底部的輔助電極層;以及在有機發光層上形成一上電極層並填入有機發光層的開口,使上電極層與輔助電極層電性連接。
以下說明本發明實施例之用於有機發光顯示器之畫素結構之製造方法。然而,可輕易了解本發明所提供的實施例僅用於說明以特定方法製作及使用本發明,並非用以侷限本發明的範圍。
第1A至1D圖,其繪示出根據本發明一實施例之用於有機發光顯示器之畫素結構10之製造方法剖面示意圖。請參照第1A圖,提供一基板100,其具有平行排列的複數個串列次畫素區200(如第3圖所標示),以構成一陣列畫素區(也稱為顯示區或主動區)。可以理解的是每一串列次畫素區200包括複數個相鄰的次畫素區P。再者,串列次畫素區200的數量以及每一串列次畫素區200中次畫素區P的數量取決於設計需求,而未限定於如第3圖所示。此處,為了簡化圖式,僅繪示出具有一次畫素區P的單一次畫素結構。在本實施例中,基板100可由玻璃、石英、或塑膠所構成,其上具有複數個薄膜電晶體(未繪示),其對應於陣列畫素區,因此基板100也稱為薄膜電晶體陣列基板。再者,薄膜電晶體的上方覆蓋了至少一絕緣層,例如內層介電(interlayer dielectric,ILD)層、金屬層間介電(inter-metal dielectric,IMD)層、平坦層、鈍化護(passivation)層或其組合。此處,為了簡化圖式,僅以一平整的絕緣層101表示之。
接著,藉由沉積技術,例如化學氣相沉積(chemical vapor deposition,CVD)或濺鍍(sputtering)製程,在絕緣層101上形成一輔助電極層102,其對應於上述串列次畫素區200的至少一次畫素區P,如第1A圖所示。在另一實施例中,輔助電極層102可對應於陣列畫素區的每一次畫素區P。輔助電極層102可耦接至一第一電源電壓(未繪示),而基板100中對應的薄膜電晶體的其中一源極/汲極係耦接至一第二電源電壓(未繪示),其中第二電源電壓與第一電源電壓存在一電壓差。在一實施例中,輔助電極層102可由一導電層所構成,例如,鋁、銀、金、鎳、鉻、銅、鈦、鉬、銦錫氧化物、銦鋅氧化物、鋁鋅氧化物、鋅氧化物等,或其他習用之金屬、透明導電氧化物電極材料或其組合、合金。
藉由沉積技術,例如CVD、物理氣相沉積(physical vapor deposition,PVD)或濕式製程(Solution process)等,在基板100上形成一第一絕緣層104並覆蓋輔助電極層102及下方的絕緣層101。第一絕緣層104係作為一鈍化保護(passivation)層,且可由有機物質(例如,光阻材料)、氧化矽、氮化矽、矽的氮氧化物(SiOxNy)、金屬氧化物(例如,氧化鋁)或其組合所構成。之後,可透過微影及蝕刻製程,在第一絕緣層104內形成至少一第一開口105,以局部露出下方的輔助電極層102。在一實施例中,第一開口105可為一孔洞。另外,在其他實施例中,第一開口105也可為一條型溝槽,其可延伸跨過複數個次畫素區P,用以露出位於其他次畫素區P的輔助電極層102。
請參照第1B圖,在每一串列次畫素區200的每一次畫素區P的第一絕緣層104上對應形成一下電極層106,以作為後續有機發光二極體的一下電極(陽極或陰極)。下電極層106的製作方法及材料可相似或相同於輔助電極層102。再者,下電極層106係耦接至基板100中對應的薄膜電晶體的另一源極/汲極。
請再參照第1B圖,在每一下電極層106上形成一第二絕緣層107,其具有一第二開口107a,以露出部分的下電極106a。接著,在每一下電極層106上方形成一有機發光層108,以覆蓋第一絕緣層104及第二絕緣層107,並填入第一開口105及第二開口107a,使有機發光層108與輔助電極102及下電極106接觸。第二絕緣層107的材質可相似或相同於第一絕緣層104。有機發光層108的厚度在600埃()至4000埃的範圍,且通常為一多層結構,包括:一電洞注入層(hole injection layer,HIL)、一電洞傳輸層(hole transport layer,HTL)、主動(active)層、一電子傳輸層(electron transport layer,ETL)以及一電子注入層(electron injection layer,EIL)。此處為了簡化圖式,僅以單層結構表示之。
請參照第1C圖,藉由沉積技術,例如PVD,在有機發光層108上形成一上電極層110,以作為後續有機發光二極體的一上電極(陰極或陽極)。在本實施例中,上電極層110可由金屬(例如,鎂、銀、鋰、鈣、銀、金或其合金)、透明導電氧化物(transparent conductive oxide,TCO)(例如,銦錫氧化物(indium tin oxide,ITO)或銦鋅氧化物(indium zinc oxide,IZO)、鋁鋅氧化物(aluminum-zinc oxide,AZO)、鋅氧化物(zinc oxide,ZnO))或其組合所構成。之後,提供一雷射裝置L,以對第一開口105正上方的上電極層110及有機發光層108實施一雷射製程112,例如,雷射熔接(laser welding)製程。
請參照第1D圖,在進行雷射製程112之後,可在第一開口105正上方的上電極層110及有機發光層108內形成至少一第三開口115,其露出第一開口105底部的輔助電極層102。同時,雷射製程112使上電極層110經由第三開口115而與第一開口105底部的輔助電極層102熔接而構成電性連接。亦即,上電極層110透過輔助電極層102而耦接至第一電源電壓。如此一來,便完成本實施例之用於有機發光顯示器之畫素結構10之製造。在本實施例中,雷射製程112中雷射的波長及能量分別為532nm及0.2mJ,但雷射之種類、波長及能量可有多種選擇及搭配,本實施例僅為其中一種組合。再者,第三開口115係作為電極接觸窗,其可為一孔洞。在其他實施例中,第三開口115也可為一條型溝槽,其可延伸跨過複數個次畫素區P,用以露出位於其他次畫素區P的第一開口105底部的輔助電極層102。
請參照第1E圖,其繪示出根據本發明另一實施例之用於有機發光顯示器之畫素結構20剖面示意圖。其中,相同於第1A至1D圖的部件係使用相同的標號並省略其說明。在本實施例中,畫素結構20的製造方法相似於畫素結構10,不同之處在於下電極層106與輔助電極層102可由圖案化同一導電層所構成,使下電極層106與輔助電極層102位於同一層位。在此情形中,下電極層106可被第一絕緣層104所覆蓋,且第一絕緣層104可具有露出下電極層106的開口,使後續形成的有機發光層108能與其接觸。
第2A至2C圖,其繪示出根據本發明另一實施例之用於有機發光顯示器之畫素結構10’之製造方法剖面示意圖,其中相同於第1A至1D圖的部件係使用相同的標號並省略其說明。請參照第2A圖,提供一結構,其相同於第1B圖所示的結構,該結構包括具有次畫素區P的一基板100。一輔助電極層102位於次畫素區P的基板100上。一第一絕緣層104位於基板100上並覆蓋輔助電極層102,其中第一絕緣層104內具有至少一第一開口105,以局部露出輔助電極層102。一下電極層106(即,有機發光二極體的一下電極(或陽極))位於次畫素區P的第一絕緣層104上。一有機發光層108形成於下電極層106上方的第二絕緣層107上並填入第一開口105及第二開口107a。在本實施例中,上述結構可透過進行如第1A至1B圖所示的製程步驟而形成。接著,提供一雷射裝置L,以對第一開口105正上方的有機發光層108實施一雷射製程112。本實施例中,雷射製程112中雷射的波長為266nm,且能量在50μJ至100μJ的範圍,但雷射之種類、波長及能量可有多種選擇及搭配,本實施例為其中一種組合。
請參照第2B圖,在進行雷射製程112之後,可在第一開口105正上方的有機發光層108內形成至少一第三開口115’,以露出第一開口105底部的輔助電極層102。第三開口115’係作為電極接觸窗,其可為一孔洞。在其他實施例中,第三開口115’也可為一條型溝槽,其可延伸跨過複數個次畫素區P,用以露出位於其他次畫素區P的第一開口105底部的輔助電極層102。
請參照第2C圖,在有機發光層108上形成一上電極層110(即,有機發光二極體的一上電極(或陰極))並填入第三開口115’,使上電極層110與露出的輔助電極層102電性連接。亦即,上電極層110透過輔助電極層102而耦接至第一電源電壓。如此一來,便完成本實施例之用於有機發光顯示器之畫素結構10’之製造。
請參照第2D圖,其繪示出根據本發明另一實施例之用於有機發光顯示器之畫素結構20’剖面示意圖。其中,相同於第2A至2C圖的部件係使用相同的標號並省略其說明。在本實施例中,畫素結構20’的製造方法相似於畫素結構10’,不同之處在於下電極層106與輔助電極層102可由圖案化同一導電層所構成,使下電極層106與輔助電極層102位於同一層位。在此情形中,下電極層106可被第一絕緣層104所覆蓋,且第一絕緣層104可具有露出下電極層106的開口,使後續形成的有機發光層108能與其接觸。
請參照第3圖,其繪示出根據本發明一實施例之電極接觸窗之排列示意圖,其中相同於第1A至1D圖中的部件係使用相同的標號並省略其說明。在本實施例中,畫素結構10中,可藉由雷射製程在有機發光層108(如第1C至1D圖所標示)內形成複數個電極接觸窗(即,第三開口)115,且電極接觸窗115可規則或不規則地排列於複數個串列次畫素區200中的至少一串列次畫素區200。舉例來說,電極接觸窗115可規則地排列於每一串列次畫素區200,且每一串列次畫素區200中相鄰的電極接觸窗115被不具有電極接觸窗115的至少一次畫素區P所隔開。再者,至少一串列次畫素區200中每一次畫素區P係用以顯示相同的顏色,例如紅色、綠色、藍色或白色。在其他實施例中,每一串列次畫素區200可包括用以顯示不同顏色的次畫素區P。
請參照第4圖,其繪示出根據本發明另一實施例之電極接觸窗之排列示意圖,其中相同於第3圖中的部件係使用相同的標號並省略其說明。在本實施例中,畫素結構10中電極接觸窗115可規則地排列於至少二串列次畫素區200的每一次畫素區P,且上述至少二串列次畫素區200被不具有電極接觸窗115的至少一串列次畫素區200所隔開。
請參照第5圖,其繪示出根據本發明又另一實施例之電極接觸窗之排列示意圖,其中相同於第3圖中的部件係使用相同的標號並省略其說明。在本實施例中,畫素結構10中電極接觸窗115可不規則地排列於每一串列次畫素區200。再者,電極接觸窗115可為條型溝槽,而延伸跨過複數個次畫素區P。
可以理解的是第3至5圖中電極接觸窗115的排列方式可實施於第1E、2C及2D圖中的畫素結構20、10’及20’。再者,需注意的是電極接觸窗115的排列可取決於設計需求,而不限定於第3至5圖中電極接觸窗115的排列方式。
根據上述實施例,有機發光顯示器的顯示區內,有機發光二極體的上電極可透過電極接觸窗及輔助電極而耦接至一電源電壓,因此可透過此電源電壓來抑制電流電阻壓降效應。也就是說,顯示區中心畫素區與周圍畫素區之間亮度的差異得以降低,進而提高亮度均勻性。
雖然本發明已以較佳實施例揭露如上,然其並非用以限定本發明,任何所屬技術領域中具有通常知識者,在不脫離本發明之精神和範圍內,當可作更動與潤飾,因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
10、10’、20、20’...畫素結構
100...基板
101...絕緣層
102...輔助電極層
104...第一絕緣層
105...第一開口
106...下電極
107...第二絕緣層
107a...第二開口
108...有機發光層
110...上電極
112...雷射製程
115、115’...第三開口/電極接觸窗
200...串列次畫素區
L...雷射裝置
P...次畫素區
第1A至1D圖係繪示出根據本發明一實施例之用於有機發光顯示器之畫素結構之製造方法剖面示意圖;
第1E圖係繪示出根據本發明另一實施例之用於有機發光顯示器之畫素結構剖面示意圖;
第2A至2C圖係繪示出根據本發明另一實施例之用於有機發光顯示器之畫素結構之製造方法剖面示意圖;
第2D圖係繪示出根據本發明又另一實施例之用於有機發光顯示器之畫素結構剖面示意圖;
請參照第3圖係繪示出根據本發明一實施例之電極接觸窗之排列示意圖;
請參照第4圖係繪示出根據本發明另一實施例之電極接觸窗之排列示意圖;以及
請參照第5圖係繪示出根據本發明又另一實施例之電極接觸窗之排列示意圖。
10...畫素結構
100...基板
101...絕緣層
102...輔助電極層
104...第一絕緣層
105...第一開口
106...下電極
107...第二絕緣層
107a...第二開口
108...有機發光層
110...上電極
115...第三開口/電極接觸窗
P...次畫素區
Claims (22)
- 一種用於有機發光顯示器之畫素結構之製造方法,包括:提供一基板(100),其具有平行排列的複數個串列次畫素區;在該基板上形成一輔助電極層,其對應於該等串列次畫素區的至少一次畫素區;在該基板上形成一第一絕緣層並覆蓋該輔助電極層,其中該第一絕緣層內具有至少一第一開口,以局部露出該輔助電極層;在該等串列次畫素區的每一次畫素區的該基板上形成一下電極層;在每一下電極層上形成一有機發光層並填入該第一開口;在該有機發光層上形成一上電極層;以及藉由一雷射製程,在該第一開口正上方的該上電極層及該有機發光層內形成至少一第三開口,且使該上電極層經由該第三開口與該輔助電極層熔接。
- 如申請專利範圍第1項所述之用於有機發光顯示器之畫素結構之製造方法,更包括在每一下電極與該有機發光層之間形成一第二絕緣層,其中該第二絕緣層具有對應於每一下電極的一第二開口,使該有機發光層經由該第二開口與每一下電極接觸。
- 如申請專利範圍第1項所述之用於有機發光顯示器之畫素結構之製造方法,其中該第一開口為一孔洞或一條型溝槽。
- 如申請專利範圍第1項所述之用於有機發光顯示器之畫素結構之製造方法,其中該第三開口為一孔洞或一條型溝槽。
- 如申請專利範圍第1項所述之用於有機發光顯示器之畫素結構之製造方法,其中藉由該雷射製程在該有機發光層內形成複數個第三開口,且該等第三開口排列於該等串列次畫素區中的至少一串列次畫素區。
- 如申請專利範圍第5項所述之用於有機發光顯示器之畫素結構之製造方法,其中該等第三開口對應排列於該至少一串列次畫素區的每一次畫素區。
- 如申請專利範圍第5項所述之用於有機發光顯示器之畫素結構之製造方法,其中該等第三開口中相鄰的第三開口被不具有該第三開口的至少一次畫素區所隔開。
- 如申請專利範圍第5項所述之用於有機發光顯示器之畫素結構之製造方法,其中該等第三開口排列於該等串列次畫素區中的至少二串列次畫素區,且該至少二串列次畫素區被不具有該第三開口的至少一串列次畫素區所隔開。
- 如申請專利範圍第5項所述之用於有機發光顯示器之畫素結構之製造方法,其中該串列次畫素區的每一次畫素區係用以顯示相同的顏色。
- 如申請專利範圍第5項所述之用於有機發光顯示器之畫素結構之製造方法,其中該串列次畫素區包括用以顯示不同顏色的次畫素區。
- 如申請專利範圍第1項所述之用於有機發光顯示器之畫素結構之製造方法,其中該輔助電極層與該下電極由同一導電層所定義而成。
- 一種用於有機發光顯示器之畫素結構之製造方法,包括:提供一基板),其具有平行排列的複數個串列次畫素區;在該基板上形成一輔助電極層,其對應於該等串列次畫素區的至少一次畫素區;在該基板上形成一第一絕緣層並覆蓋該輔助電極層,其中該第一絕緣層內具有至少一第一開口,以局部露出該輔助電極層;在該等串列次畫素區的每一次畫素區的該基板上形成一下電極層;在每一下電極層上形成一有機發光層並填入該第一開口;藉由一雷射製程,在該第一開口正上方的該有機發光層內形成至少一第三開口,以露出該輔助電極層;以及在該有機發光層上形成一上電極層並填入該第三開口,使該上電極層與該輔助電極層電性連接。
- 如申請專利範圍第12項所述之用於有機發光顯示器之畫素結構之製造方法,更包括在每一下電極與該有機發光層之間形成一第二絕緣層,其中該第二絕緣層具有對應於每一下電極的一第二開口,使該有機發光層經由該第二開口與每一下電極接觸。
- 如申請專利範圍第12項所述之用於有機發光顯示器之畫素結構之製造方法,其中該第一開口為一孔洞或一條型溝槽。
- 如申請專利範圍第12項所述之用於有機發光顯示器之畫素結構之製造方法,其中該第三開口為一孔洞或一條型溝槽。
- 如申請專利範圍第12項所述之用於有機發光顯示器之畫素結構之製造方法,其中藉由該雷射製程在該有機發光層內形成複數個第三開口,且該等第三開口排列於該等串列次畫素區中的至少一串列次畫素區。
- 如申請專利範圍第16項所述之用於有機發光顯示器之畫素結構之製造方法,其中該等第三開口對應排列於該至少一串列次畫素區的每一次畫素區。
- 如申請專利範圍第16項所述之用於有機發光顯示器之畫素結構之製造方法,其中該等第三開口中相鄰的第三開口被不具有該第三開口的至少一次畫素區所隔開。
- 如申請專利範圍第16項所述之用於有機發光顯示器之畫素結構之製造方法,其中該等第三開口排列於該等串列次畫素區中的至少二串列次畫素區,且該至少二串列次畫素區被不具有該第三開口的至少一串列次畫素區所隔開。
- 如申請專利範圍第16項所述之用於有機發光顯示器之畫素結構之製造方法,其中該串列次畫素區的每一次畫素區係用以顯示相同的顏色。
- 如申請專利範圍第16項所述之用於有機發光顯示器之畫素結構之製造方法,其中該串列次畫素區包括用以顯示不同顏色的次畫素區。
- 如申請專利範圍第12項所述之用於有機發光顯示器之畫素結構之製造方法,其中該輔助電極層與該下電極由同一導電層所定義而成。
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